автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Прогнозирование показателей надежности большегрузных автосамосвалов в условиях глубоких карьеров

На правах рукописи

Рассказов Виктор Анатольевич

084604924

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ БОЛЬШЕГРУЗНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ В УСЛОВИЯХ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ

Специальность 05.05.06 - Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О МЮН 2010

Москва 2010

004604924

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный горный университет

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Галкин Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Красников Юрий Дмитриевич кандидат технических наук Белозеров Виктор Иванович

Ведущее предприятие - ООО «ЛебГОК-РМЗ», г. Губкин-11.

Защита диссертации состоится «29» июня 2010 г. в 12:00 час.

в ауд. Д251 на заседании диссертационного совета Д.212.128.09 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Ленинский проспект, д. 6.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан «28» мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совет;

кандидат технических наук, профессор

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время автомобильный транспорт является наиболее распространенным видом транспорта горной массы из глубоких карьеров при цикличной и циклично-поточной технологиях. Глубина современных карьеров достигает 500 м, расстояние транспортирования горной массы увеличилось до 8 -н 10 км, доля наклонных участков достигает 70 % и более. Грузоподъемность применяемых для этих целей карьерных автосамосвалов постоянно увеличивается, достигая значений 150 200 т. В связи с этим повышение эффективности использования большегрузных автосамосвалов и поддержание их работоспособного состояния является первостепенной проблемой. Так как режим технической эксплуатации карьерных автосамосвалов регламентируется и контролируется заводом-изготовителем (что является условием гарантийного и постгарантийного технического обслуживания и ремонта машин), то горное предприятие может управлять их техническим состоянием в основном за счет рациональной организации и планирования производственной эксплуатации.

Возможность такого планирования связана с решением задачи объективного прогнозирования показателей надежности машин, для чего необходима научно обоснованная система измеряемых элементов эксплуатационного времени и возможных технических состояний автосамосвала, позволяющая разделить эффекты влияния различных эксплуатационных факторов на показатели его использования. Известно, что большегрузный автосамосвал является сложной технической системой, поэтому прогнозирование показателей его технического состояния и производственного использования возможно только на основе анализа наиболее информативных и устойчивых статистических закономерностей их изменения во времени. Для этого необходима разработка более точной математической модели изменения технического состояния машины. Используемый в настоящее время перечень статистических характеристик недостаточен, а данные о показателях надежности карьерных автосамосвалов в значительной степени устарели и требуют об-

новления ввиду постоянного повышения технического уровня машин. Таким образом, прогнозирование показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов является актуальной научной задачей.

Целью работы является разработка метода прогнозирования показателей надежности большегрузных автосамосвалов в условиях глубоких карьеров, позволяющего установить экономически целесообразный режим их производственной эксплуатации.

Идея работы состоит в том, что прогнозирование показателей надежности автосамосвалов, производимое с учетом статистических данных, полученных с использованием математической модели изменения их технического состояния, включающей систему элементов эксплуатационного времени и классификацию возможных технических состояний автосамосвала, позволяет обосновать экономически целесообразный режим производственной эксплуатации.

Основные научные положения, разработанные лично автором, и их новизна:

- структурная многоуровневая схема формирования показателей надежности карьерного автосамосвала, позволяющая установить логическую последовательность статистического анализа динамики этих показателей;

- система элементов эксплуатационного времени, основанная на классификации возможных состояний карьерного автосамосвала, позволяющая учитывать влияние различных факторов на показатели его надежности;

- уравнение баланса эксплуатационного времени карьерного автосамосвала в дифференциальной форме, позволяющее прогнозировать его наработку за произвольный период календарного времени;

- зависимости наработки и простоев при неплановых и плановых ТО и ремонтах от календарного времени для прогнозирования технического состояния карьерного автосамосвала;

- графоаналитический метод прогнозирования изменения комплексных показателей надежности карьерного автосамосвала в зависимости от фактической наработки с момента ввода его в эксплуатацию.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- корректным использованием классической теории вероятностей, методов статистической обработки данных, теории надежности, теории логистики, теории прогнозирования;

- анализом экспериментальных данных об эксплуатации карьерных автосамосвалов на Лебединском ГОКе;

- верификацией прогнозных зависимостей, при которой расхождение данных прогноза при периоде упреждения, равном 2 года, с фактическими данными не превысило 15%.

Научное значение работы имеют:

- структурная схема формирования показателей надежности карьерного автосамосвала; система элементов эксплуатационного времени карьерного автосамосвала, позволяющая прогнозировать его наработку за произвольный период времени; система аналитических зависимостей для прогнозирования изменения технического состояния автосамосвала; графоаналитический метод прогнозирования комплексных показателей надежности карьерного автосамосвала в зависимости от его наработки с момента ввода в эксплуатацию, что является развитием теории надежности карьерных автосамосвалов.

Практическое значение работы включается в разработке методики прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов в условиях глубоких карьеров, утвержденной ООО «ЛебГОК -РМЗ».

Реализация результатов работы. Разработанная методика прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов принята к использованию при организации их эксплуатационного обслуживания на Лебединском ГОКе (ООО «ЛебГОК - РМЗ»).

Результаты работы использованы кафедрой ГМТ МГГУ в учебном процессе при чтении лекций по курсу «Эксплуатация карьерного оборудования».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международных научно-технических симпозиумах «Неделя горняка» (МГГУ 2008 - 2010 гг.), на семинарах кафедры «Горная механика и транспорт» (2008 - 2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации автором опубликованы 3 научные статьи.

Объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, заключения, приложения и списка использованной литературы, включает 22 таблицы и 26 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объектом исследования в данной работе является большегрузный карьерный автосамосвал, процесс эксплуатации которого описывается специфической системой показателей надежности.

В первой главе диссертационной работы рассмотрена современная комплексная система показателей надежности и эффективности технической эксплуатации автосамосвалов, используемых на горных предприятиях России. В формирование этой системы показателей большой вклад внесли отечественные ученые: М. Г. Потапов, М.В. Васильев, B.JI. Яковлев, 3.JI. Сирот-кин, A.A. Кулешов, В.П. Смирнов, И.В. Зырянов, А.Н. Казарез, А.Н. Егоров, Е.С. Кузнецов, В.Г. Крамаренко, B.C. Апанасенко, A.B. Биденко, Б.Д. Пру-довский, В.Б. Ухарский, A.A. Кудрявцев, П.И. Тарасов и др.

Отмечается, что на различных горных предприятиях действуют различные положения о плановых ТО и ремонтах для одних и тех же марок карьерных автосамосвалов, структура цикла ТО и ремонтов, их периодичность на разных горных предприятиях различна. Для расчетных показателей технического состояния и использования машин применяется различная классификация элементов эксплуатационного времени и возможных состояний машин.

Рассмотрена связь между показателями надежности машин и системой технического обслуживания и ремонта (ТОР). Имеющиеся в работах статистические данные относятся в основном к устаревшим моделям автосамосвалов и могут указывать только на общий характер зависимостей.

Анализ рассмотренных в главе экспериментальных и теоретических исследований позволил сформулировать следующие задачи:

- исследовать теоретические и эмпирические взаимозависимости между показателями надежности карьерных автосамосвалов с целью выявления наиболее информативных и статистически устойчивых закономерностей;

- разработать математическую модель изменения технического состояния карьерного автосамосвала в процессе его эксплуатации;

- оценить обоснованность и достоверность математической модели изменения технического состояния карьерного автосамосвала на основе статистических данных производственной эксплуатации;

- разработать методику прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов.

Во второй главе описана разработанная математическая модель изменения технического состояния карьерного автосамосвала в процессе его эксплуатации.

Карьерный автосамосвал представляет собой сложную техническую систему, состоящую из нескольких подсистем, которые в свою очередь включают в себя множество агрегатов, узлов и деталей. При этом деление автосамосвала на элементы достаточно условно и возможно на нескольких уровнях и по различному принципу. Наиболее распространена структурная схема деления автосамосвала на подсистемы по физическому принципу функционирования (двигатель, гидросистема, электрооборудование и пр.).

Для определения показателей надежности сложных систем наиболее часто используются структурные схемы надежности, в которых отказы элементов происходят независимо друг от друга, а элементы соединены либо параллельно, либо последовательно (в смысле надежности).

Такой подход неприемлем для большинства сложных машин, так как процесс их эксплуатации является управляемым и в схеме формирования показателей надежности необходимо учитывать систему управления процессом эксплуатации, включая различные виды ТОР.

В работе для исследования надежности карьерных автосамосвалов использована логическая теория надежности, впервые применённая для анализа работы горно-транспортного оборудования проф. Галкиным В.Й.

При исследовании надежности автосамосвала в конкретных условиях эксплуатации введены три иерархических уровня: уровень надежностных процессов в машине и уровни производственной и технической эксплуатации. Принятая схема формирования показателей надежности автосамосвала приведена на рис. 1. При необходимости в схему могут быть введены дополнительные элементы, надежность которых должна быть учтена.

I уровень П уровень Ш уровень

Двигатель

Мотор-колесо

Гидросистема

Пневмосистема

Тормозная система

Шасси

Электрооборудование Шины

§ щ ||||

© Я С >,

Хпр(0

Хто©

Х-гр«

хта(0

5

о

6

2 5

&Е 8 В о. ц о ><

© Л

Хпэ(0

Хэ0)

Рис. 1 Схема формирования показателей надежности карьерного автосамосвала. Процесс: ГО-производственной эксплуатации, ТЭ - технической эксплуатации, Э - эксплуатации в целом, ТР - текущего ремонта, ТО - технического обслуживания, ПР - планового предупредительного ремонта

В работе рассмотрены возможные виды взаимодействия между собой процессов различных иерархических уровней. Отмечается, что процесс технической эксплуатации удобнее рассматривать во временной шкале процесса расходования ресурса автомобиля в мото-часах.

Выполненный в главе анализ позволил сделать вывод о том, что с учетом имеющихся в научной литературе в отечественных и международных стандартах по надежности машин классификаций возможных состояний автомобильного подвижного состава для определения показателей надежности календарное эксплуатационное время карьерного автосамосвала должно состоять из следующих слагаемых (элементов):

'э— *р + 'пэ(^рз+*рп)~К^пзп +?пэс + ¡пэн)+

+ 1тр+1ео+*то+'пр>м-ч, (1)

где Гэ - календарная продолжительность периода эксплуатации, 1р - время

работы двигателя автомобиля: состоит из времени работы по закрепленной схеме движения Хрз и времени холостых пробегов при перестановках 1рп\

(пр - суммарное время простоев; !ю - время простоев при производственной эксплуатации: состоит из времени планируемых простоев и неплани-руемых и связанных с сезоном - 1тс; 1тр - время неплановых текущих ремонтов; 1тор - время простоев, связанных с проведением технического обслуживания и ремонтов.

Формула (1) показывает, что отдельные элементы эксплуатационного времени, определяемые за заданный период эксплуатации, изменяются согласованно, так как должен соблюдаться баланс времени. Элементы эксплуатационного времени - это суммы случайных отрезков времени, в то время как изменение показателей надежности автосамосвала в процессе эксплуатации описывается сглаженными усредненными за некоторые периоды времени нестационарными зависимостями. На основании разработанной трехуровневой структурной схемы формирования показателей надежности автосамо-

свала получено дифференциальное уравнение баланса эксплуатационного времени, устанавливающее взаимозависимость между основными его элементами, в виде:

(2)

dt dt dt ю ' где S(t) - наработка в мото-часах, Qm0p{t) - интегральное время простоев

при плановых ТО и ремонтах, Qmp(t) - интегральное время простоев при неплановых текущих ремонтах, Km{S)~ 1 - (tmn+tmc+tmH) ~ коэффициент, учитывающий особенности процесса производственной эксплуатации; Kni -коэффициенты, зависящие от соответствующих интервалов времени.

На основе анализа и обобщения существующих теоретических определений даны математические формулировки различных показателей, используемых в работе, и установлена взаимосвязь между ними.

Например, получена точная формула для нестационарного коэффициента готовности, которая исходя из уравнения (2) имеет вид:

Kz{t) = dS{t)!dt, (3)

а для коэффициента аварийности:

JQ^JQ^j^t) ав dS dt I dt

где t - текущее календарное время.

Полученные выражения в дифференциальной форме для баланса эксплуатационного времени и отдельных показателей надежности позволяют решать задачу прогнозирования значений показателей надежности автосамосвалов путем экстраполяции их на последующие моменты времени.

Предварительный анализ статистических данных об изменении показателей надежности большегрузных автосамосвалов БЕЛАЭ-75131 на Лебединском ГОКе показал, что наиболее информативной и статистически устойчивой является зависимость нестационарного коэффициента аварийности Kae(t) от интегральной наработки машины в мото-часах. Поэтому при про-

гнозировании значений показателей надежности автосамосвала целесообразно использовать этот показатель в качестве первичного, а интегральную наработку затем определять из уравнения (4).

На основе структурной схемы формирования показателей надежности (см. рис. 1), и уравнения баланса эксплуатационного времени (2) в главе проанализировано взаимное влияние этих показателей и предложена логистическая последовательность исследования их динамики.

В третьей главе исследована динамика показателей надежности автосамосвалов типа БЕЛАЗ-75131 на ОАО «Лебединский ГОК» с 2001 г. Если в 2001 г. эксплуатировалось 3 единицы, то в 2008 уже 16 единиц. С 2004 г. этот тип машин стал шрать значительную роль в объеме перевозок. Средние эксплуатационные показатели автосамосвала следующие (за 2004 г.): коэффициент технической готовности - 0,9, коэффициент использования грузоподъемности - 0,93, среднегодовая наработка 13400 мото-часов, среднегодовой пробег-150351 км.

На предприятии действует автоматизированная система диспетчерского контроля «Горно-транспортный комплекс», в создании которой автор принимал непосредственное участие. Система фиксирует время работы и время простоев автосамосвалов, а также некоторые другие показатели эксплуатации машин, которые использованы в данной работе.

Выполненный анализ значимости этих показателей, формирующих показатели надежности, позволил отметить, что одним из определяющих показателей для транспортных средств является средняя техническая скорость, которая характеризует одновременно условия работы и техническое состояние машин.

В главе проанализирована динамика изменения среднегодовой технической скорости по годам эксплуатации автосамосвалов БЕЛАЗ-75131. Исходные данные для анализа рассчитаны по данным автоматизированной системы диспетчерского контроля ОАО «Лебединский ГОК». Особенностями, отрицательно влияющими на статистический анализ данных о работе само-

свалов, являются малое количество машин, небольшие сроки их эксплуатации, значительная разница в «возрасте» машин и ограниченный объем данных о простоях в плановых и неплановых ТО и ремонтах. Однако приведенный на рис. 2 график изменения технической скорости автосамосвалов БЕЛАЗ-75131 позволил разделить их парк на три группы, связанные с годами ввода их эксплуатацию (а следовательно, годами выпуска заводом-изготовителем). Менее четко это видно на графике изменения Кт (рис. 3).

1 1

к, < 2 - ч I

\ ч 3

N А ^

сЧ 1 I р

< > V с ) 1. к

-1 Ь-i < гЧг-* > [.....—3 >

\

( ' у

1 / \

с >

2003 2004 2005 2006 2007 Календарный год

2003

2004 2005 2006 Календарный год

2007

Рис.2 Изменение среднегодовой тех- Рис.3 Изменение коэффициента производ-ннчсскон скорости автосамосвалов ственной эксплуатации автосамосвалов БЕЛАЗ-75131 по календарным годам: БЕЛАЗ-75131 по календарным годам:

О - машины годов выпуска 2001-2002; А - машины годов выпуска 2003-2004; □ - машины годов выпуска 2006

Из рис. 2 и 3 следует, что величины Утех и Кпэ изменяются во времени, приближаясь к постоянным значениям, различным для разных групп машин.

На рис. 4 приведены данные об изменении коэффициента ТО и ремонтов, т.е. отношения суммарного времени текущих плановых и неплановых ТО и ремонтов к наработке в мото-часах по календарным годам. Эти данные

также позволили выделить группы машин по годам их

0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0

с )

С >

с )

А с •г- < )

/ У гЧ

X* У 1 \ с ) с о с )

2 м I8

1 >— 1 1 ¡л ' к к

1 \ / 1 3

У * >Д а Ь

2003

2007

2004 2005 2006 Календарный год

Рис.4 Изменение коэффициента ТО и ремонтов автосамосвалов БЕЛАЗ-75131 по календарным годам: О - машины годов выпуска 2001-2002; Л - машины годов выпуска 2003-2004; □ - машины годов выпуска 2006

выпуска. Даже с учетом сдвига во времени начала эксплуатации этих групп машин, существует различие в тенденциях изменения этого показателя (кривые 1 и 2 на рис. 4). Особенности изменения гдшвой 1 объясняются конструктивным несовершенством первой партии машин этой марки, которые устранялись при эксплуатации.

В процессе производственной и технической эксплуатации коэффициенты ТОР различных групп машин вырав-

ниваются и приходят к некоторому среднему значению по парку машин (рис. 4). На рис. 5 приведены объединенные данные об изменении коэффициента аварийности от наработки в мото-часах для двух групп машин 2003 -ь 2004 и 2006 годов выпуска. Поскольку простои в плановых ТОР примерно прямо пропорциональны наработке, коэффициент аварийности отличается от коэффициента ТО и ремонтов на некоторую величину, близкую к постоянной.

Рис.5 Зависимость коэффициента аварийности от наработки для автосамосвалов БЕЛАЗ-75131 для машин годов выпуска 2003-2006 (пунктир) и усредненная кривая его изменения (сплошная линия)

В результате периодических ремонтных воздействий график изменения коэффициента аварийности приобретает характер затухающих колебаний вокруг S - образной кривой с незначительным линейным трендом.

Коэффициент аварийности для различных групп машин со временем выравнивается и стремится в среднем к зависимости от их интегральной наработки. Эта зависимость принята за основу при прогнозировании показателей надежности автосамосвалов.

В главе выполнен анализ динамики индивидуальных показателей надежности автосамосвалов БЕЛАЗ-75131. Анализ производился методом преобразования электронных таблиц и построения по ним графиков зависимостей в программе Excel. На рис. 6 приведены примеры данных о наработке между отказами Тр и времени восстановления Тв. Графики использованы

для установления корреляционных связей между наработками, между отказами и величинами времени восстановления.

Анализ корреляционной связи между наработкой на отказ Tpi и последующим временем восстановления показал, что этой корреляции нет. Анализ связи между временем восстановления и последующей наработкой на отказ показал, что корреляция между этими величинами весьма слабая.

Рис. 6 Графические развертки циклов работы и восстановления автосамосвалов (»-порядковый номер отказа)

На рис. 7 приведены графики, указывающие на тенденции изменения Тр и Тв в зависимости от возраста автосамосвала. Отмечены две тенденции:

резкое падение наработки между отказами в начальный период эксплуатации

с последующей стабилизацией этого показателя и менее выраженный рост времени восстановления с увеличением возраста машины.

Тр, м-ч

ЮЗ

Тр, м-ч

' , мес

'о , мес

104

, мес

70 /*,мес

Рис. 7 Развертки циклов работы машин в календарном времени - календарное время от начала эксплуатации машины)

Процесс колебаний во времени наработок между отказами и времени восстановления носит хаотический характер. На рис. 8 приведены ступенчатые гистограммы плотности вероятности гистограммы Тр и Тв для автоса-

мосвала №103 (2003 г. выпуска) и автосамосвала №115 (2006 г.в.). Ввиду малого объема статистических рядов диаграммы построены методом неравномерных интервалов.

4)

0,45 0,35 0,25 0,15 0,05

а)

2.5 2,00 1,50 1,00 0,10

В(Тр)- 1(Г, 1/0,42

0,31

103

одз

0,11

1600 3600 В(Т )■ 103, 1/-

5600 Т..

115

1,25

700

2700

4700 Тр,

4)

2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0

2)

В(Т.)-103, \Ь

103

ОД)

15 12 9 б 3 0

0 250 500 750 1000

всг^-ю3,1/-

15

115

50

90

130

170 Ъ,-

Рис. 8 Значения плотности вероятности наработок между отказами и времени

восстановления для автосамосвалов БЕЛАЗ-75131: а, б - 2003 год выпуска автосамосвалов; в, г - 2006 год выпуска автосамосвалов

Вид диаграмм указывает на экспоненциальный закон распределения для этих случаев.

Анализ динамики индивидуальных частных показателей надежности указывает на то, что они не могут являться основой для прогнозирования, т.к. характеризуются большим рассеиванием и отсутствием взаимной корреляции.

В работе подтверждена статистическая устойчивость закономерности изменения коэффициента аварийности в зависимости от их суммарной наработки за время эксплуатации.

В четвертой главе разработана методика прогнозирования показателей надежности карьерных автосамосвалов, которая построена исходя из основных понятий и принципов, принятых в теории прогнозирования.

В качестве первичного показателя надежности автосамосвалов принят коэффициент аварийности. Коэффициент простоев при плановых ТО и ремонтах является нормируемой величиной и на практике близок к нормативному значению. На основании двух указанных коэффициентов вычислены коэффициенты готовности и коэффициенты технического использования машин. Далее определяются частные показатели надежности (наработка в мото-часах, в плановых и неплановых ТО и ремонтах за определенный период времени) на основании дифференциального уравнения баланса эксплуатационного времени автосамосвала (2).

При аналитическом описании тренда коэффициента аварийности использованы свойства логистических кривых (кривых Перла).

Логистическая кривая является решением нелинейного дифференциального уравнения первого порядка

± = Ьу(1-Г-у). (5)

ш

В уравнении (5) коэффициент Ъ - скорость нарастания во времени количества узлов автосамосвала, требующих ремонта. Коэффициент у отражает тот факт, что общее количество узлов машины ограничено и со временем число узлов, не прошедших ни одного ремонта, уменьшается.

Разработан метод построения прогнозирующей зависимости коэффициента аварийности от наработки автосамосвала.

На основании анализа статистических данных, выполненного в работе, показано, что кривая Кав(3) имеет вид ломаной линии в связи с повторением межремонтных периодов. Период изломов функции Кав (5) сохраняется примерно одинаковым: для автосамосвалов до 2003 г. выпуска около 5,8 тыс. мото-часов, для автосамосвалов выпуска после 2003 г - около 6,5 тыс. моточасов. Наработка до первого отказа автосамосвалов несколько больше. С

увеличением наработки S размах колебаний ломаной линии Kae(S) относительно сглаженной кривой уменьшается. Это позволило для описания фактической ломаной линии Kae(S) использовать логистическое отображение (П.Ф. Ферхюльст). Оно основано на графическом решении уравнения, подобного уравнению (5), но записанного в конечных разностях:

Уп+1=/(Уп)> (6)

где п - номер периода изменения функции у(п); уп+j - у„ - очередной шаг изменения у(п), при этом уравнение типа (5), записанное в дискретной форме (6), дает периодическую ломаную кривую с уменьшающимся при увеличении числа и размахом.

Последовательность величин у„ (и = 1, 2...) определяется на фазовой

плоскости - в координатах уп+¡ и уп (см. рис. 9).

При этом на графике (у„, п) получаем ломаную линию, подобную графику Kae(S) (см. рис.5). Переменная п является номером межремонтного периода автосамосвала. По известным ретроспективным значениям уп на фазовой плоскости восстанавливается функция f(y„), которая используется для прогноза значений уп. В работе показано, какими основными свойствами должна обладать функция:

- если точка равновесия Р лежит левее максимума функции /(x), то значения уп никогда не превышают равновесного значения;

- если точка равновесия лежит правее максимума функции f(x), то условием сходимости процесса у„ к предельному значению является убывание приращений;

Рис. 9 Графическое определение логистической последовательности уп

- при соблюдении условия устойчивости процесса у„ прогнозирование поведения функции /(х) можно начинать с любого ретроспективного значения уп (при иМ).

В общем виде функция /(уп) может иметь вид

/<Уп) = М-(} + Ьуп)(1-су„), (7)

где /хуо, ъ>-О, о-О, и тогда уравнение (6) запишется в виде

Уп+1 = + Ъуп )(1 -суп) + а = -$су1 + МФ ~ с)Уп +(М + а). (8)

Уравнение (8) соответствует уравнению в конечных разностях

ЛУп = Уп+1 -Уп= М1 + Ъуп)(\-су„) + а-у„= -{Ау1 +Ву„-с), (9) где Ау„ — дискретный аналог первой производной функции уп; А = фс, В = \-ц(Ъ-с), С — /г + а.

Уравнению (9) соответствует дифференциальное уравнение сглаженной логистической кривой общего вида

^ = -(Ау1+Ву-С). (10)

ш

В работе решение уравнения (10) при начальном условии >>(0) = 0 получено в виде

а У** • (11)

где Л = л1в2 + 4АС, (А-В)>0.

Функция у(0 проходит через нулевую точку и имеет точку перегиба

при

д./ А-В

е =-.

А + В

Очевидно, для того чтобы значение / в этой точке было положительным, необходимо, чтобы величина В была отрицательной.

Таким образом, зависимость коэффициента аварийности автосамосвалов от интегральной наработки 5 принята в виде (II)

= —---Т^И-. (12)

^ В + А . А —В -2Д5/Гр

1 н--е Л

А + В

поскольку время в данном случае измеряется в мото-часах наработки, выраженной в количестве средних межремонтных полу периодов Т$/2. Другие комплексные показатели надежности автосамосвала определены через известное значение Кав по формулам: коэффициент готовности

1 + Ка,

коэффициент технического использования

Т

К=-^-

Тр + Tg + Тт0р

где Ттор — время простоев при плановых ТОР.

Частные показатели надежности: наработка, простои при неплановых ремонтах и простои при плановых ТОР - определены путем решения системы, состоящей из уравнений (2) и (4). Так, наработка S(t) определена следующим образом. Уравнение (2) представлено в виде:

^[l + 0,01 Kmop+Kae(S)]=Kn3, (13)

сИ1

где Ттор - норматив простоев при плановых ТОР при 100 мото-часах наработки.

Подставляя значение Кав(8) из выражения (12), получаем:

dS dt

1С l-e-2&SITs

1+0,0Штор +---—--

mop B + Д t | &-Bc-2AS/Ts

A + B

Путем интегрирования выражения (17) получена зависимость наработки 5(/) в неявном виде:

(1+0,01X^ + ^/(5) = ]ктл, (14)

2 А

где интеграл /(5) равен:

&-В -2АЯ/Т3 ] К 2А

1(5!) = —-Щ Т8 4

1 + -

(15)

А + В )! уА + В;

Тогда за интервал времени от до ¿2 наработка определена из уравнения:

[ад-+ 0,01Ктор)+^{1Ш]-7[^))]} = Кю(ь -/0.

Здесь принято, что коэффициент производственной эксплуатации Кт за интервал времени , Г2] нс изменяется.

Величина простоев при неплановых ремонтах 0.тр, и плановых ТОР <2тор определена на основании совместного решения уравнений (2), (4) и (13):

Фтор ¿8

тктор, (16)

^=^'-(1 + 0.01^)^. (17)

Отсюда получены интегральные величины за весь период эксплуатации автомобиля Г:

^=0,01^-5, (18)

Ятр = ]кпЭЛ " (1 + 0,01^)5. (19)

0

За период времени от ^ до ¡2 простои при ТО и ремонтах составят: йтор^г)-

втрЫ-йтр(!1) « Кт{12-ц)-(\ + 0,01Ктор ) • [ОД- ад]. (21)

Таким образом, метод построения прогнозирующих зависимостей показателей надежности состоит в определении введенных в уравнении (9) коэффициентов а, в и с эмпирической вспомогательной прогнозирующей функции /(х) на фазовой плоскости для прогнозирования значений коэффициента аварийности и последующего определения всех остальных показателей по формулам (14-21). При этом возможен учет колебаний коэффициента аварийности с периодом, равным межремонтному периоду.

В главе выполнена верификация метода прогнозирования показателей надежности автосамосвалов на данных об их эксплуатации в ОАО «Лебединский ГОК» за 2008 -2009 гг.

Статистические исследования и выводы, приведенные в главе 3, а также разработанный с их учетом метод прогнозирования показателей надежности автосамосвалов основаны на результатах эксплуатации автомобилей БЕ-ЛАЭ-75131 в ОАО «Лебединский ГОК» до 2008 г. За время выполнения этих исследований и разработки метода прогнозирования накоплены новые статистические данные, позволяющие осуществить прямую верификацию метода прогнозирования на данных об эксплуатации автосамосвалов в 2008-2009 гг. С целью верификации прогноза на график, показанный на рис. 6, нанесены также точки, соответствующие данным об эксплуатации автосамосвалов БЕ-ЛАЭ-75131 в 2008-2009 гг.(с наработкой до 44 тыс. м-ч. с начала эксплуатации). Относительное отклонение этих точек от прогнозной ломаной линии по вертикали не превышает ±15%. Примерно такое же относительное расхождение опытных точек имеет место и со сглаженной теоретической кривой.

Таким образом, сопоставление данных прогноза коэффициента аварийности с периодом упреждения 2 года, основанного на ретроспективном периоде, равном 5 годам, с фактическими данными эксплуатации автосамосвалов ОАО «Лебединский ГОК» показало, что максимальное расхождение фактических и прогнозных данных не превышает ±15%, что вполне приемлемо для целей инженерных расчетов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научная задача прогнозирования показателей надежности большегрузных автосамосвалов, позволяющая установить их экономически целесообразный режим производственной эксплуатации в условиях глубоких карьеров.

На основании теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные выводы и результаты:

1. Разработанные структурная схема формирования показателей надежности автосамосвала, классификация его возможных состояний и система элементов эксплуатационного времени позволяют выделить элементы времени, необходимые для определения показателей надежности и использования машин трех иерархических уровней. При этом показатели низших уровней практически не влияют на величину показателей более высоких уровней, что позволило составить дифференциальные уравнения зависимостей наработки и простоев машин при проведении ТОР от календарного времени использования.

2. Анализ взаимного влияния показателей использования и надежности карьерных автосамосвалов на основе структурной схемы формирования их показателей надежности и дифференциального уравнения баланса элементов эксплуатационного времени позволил предложить логистическую последовательность статистического исследования динамики этих показателей.

3. Анализ динамики среднегодовых значений технической скорости, коэффициента производственной эксплуатации и коэффициента ТОР карьерных автосамосвалов позволяет разделять парк машин на возрастные группы с целью раздельного прогнозирования их показателей надежности. В условиях ЛГОК значения среднегодовой технической скорости, коэффициента производственной эксплуатации и коэффициента ТОР к 2009 г. стабилизировались на уровне соответственно 12 км/ч; 0,82; 0,20 (для основной возрастной группы машин выпуска 2003 - 2004 гг.).

4. Основным прогнозируемым показателем надежности автосамосвалов является коэффициент аварийности, среднестатистическое значение которого в условиях ЛГОК достигает 0,06 при максимальном значении 0,11 и наибольшем размахе колебаний, равном 0,07. Для прогнозирования его значений использована логистическая зависимость общего вида от интегральной наработки машин, записанная в дискретной форме с шагом изменения, равным межремонтному периоду, который составляет в условиях ЛГОК 5,8-6,5 тыс. ч для машин разных групп.

5. Прогнозные значения частных показателей надежности автосамосвалов (наработки и простоев при плановых и неплановых ТО и ремонтах) определяются решением дифференциального уравнения сглаженной логистической зависимости наработки машин от календарного времени эксплуатации.

6. Верификация разработанного метода прогнозирования показала, что отклонение полученной прогнозной зависимости коэффициента аварийности как с учетом его ступенчатого изменения после плановых ремонтов, так и сглаженной с периодом упреждения 2 года при ретроспективном периоде 5 лет от фактических данных не превышает ±15%.

7. Разработанная методика прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов принята к использованию при организации их эксплуатационного обслуживания на Лебединском ГОКе (ООО ЛебГОК РМЗ).

Основные научные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в следующих научных статьях автора:

1. Галкин В. И., Рассказов В. А. Многофакторный анализ показателей надежности карьерных автосамосвалов большой грузоподъемности// Горное оборудование и электромеханика. - 2008. - №12. - С. 25-27.

2. Галкин В. И., Рассказов В. А. Разработка математической модели изменения технического состояния карьерного самосвала в процессе эксплуатации// Горный журнал. Изв. вузов. - 2009. - № 1. - С. 83-89.

3. Рассказов В.А. Особенности закона распределения наработки на отказ большегрузных карьерных автосамосвалов// Горное оборудование и электромеханика. - 2009. - №7. - С. 21-23.

Подписано в печать 26.05.10 Формат 90x60/16

Объём 1 п.л._Тираж 100 экз._Заказ № 5~22,

Отдел печати Московского государственного горного университета Москва, Ленинский проспект, 6

Введение

1. Современное состояние вопроса и постановка задач исследования.

1.1 Система показателей надежности и эффективности технической эксплуатации автомобильного подвижного состава.

1.2 Система технической эксплуатации большегрузных карьерных автосамосвалов.

1.3 Влияние условий эксплуатации и суммарной наработки на показатели надежности карьерных автосамосвалов.

1.4 Направление и задачи исследования.

2. Разработка математической модели изменения технического состояния карьерного автосамосвала в процессе эксплуатации.

2.1. Схема формирования и структура элементов эксплуатационного времени карьерного автосамосвала.

2.2. Динамическая взаимосвязь между элементами эксплуатационного времени и показателями надежности в процессе эксплуатации автосамосвала.

2.3. Анализ динамики элементов эксплуатационного времени и показателей надежности в процессе эксплуатации карьерного автосамосвала.

2.4. Выводы по главе.

3. Исследование динамики показателей надежности автосамосвалов типа БЕЛАЗ на Лебединском ГОКе на основе статистических данных.

3.1 Общая характеристика динамики парка и показателей работы автосамосвалов БЕЛАЗ-75131 в ОАО «ЛГОК».

3.2 Анализ динамики комплексных показателей использования и надежности автосамосвалов БЕЛАЗ-75131.

3.3 Анализ динамики частных и индивидуальных показателей надежности автосамосвалов БЕЛАЗ-75131.

3.4 Выводы по главе.

4. Разработка методики прогнозирования показателей надежности карьерных автосамосвалов особо большой грузоподъемности.

4.1 Основные положения методики прогнозирования показателей надежности автосамосвалов.

4.2 Метод построения прогнозирующих зависимостей показателей надежности от наработки машин.

4.3 Верификация метода прогнозирования показателей надежности автосамосвалов на данных об их эксплуатации в ОАО «Лебединский ГОК» за 2008-2009 г.г.

Выводы по главе.

В настоящее время автомобильный транспорт является наиболее распространенным видом транспорта горной массы из глубоких карьеров при цикличной и циклично-поточной технологиях. Грузоподъемность применяемых для этих целей карьерных автосамосвалов постоянно увеличивается, достигая значений 150 н- 200 т. За последние 10 - 15 лет ситуация по условиям разработки на открытых горных работах существенно изменилась в худшую сторону: глубина многих крупных карьеров достигла 350 400 м и даже 500 м (алмазодобывающие карьеры), расстояние транспортирования горной массы увеличилось до 8 10 км, а доля наклонных участков трасс — до 70 % и более. С углублением горных работ увеличивается объем подлежащих выемке вскрышных пород. Все это снижает производительность автотранспорта, надежность его работы вследствие повышенных нагрузок, испытываемых самосвалом, в результате увеличивается энергоемкость транспортирования. Из-за большой глубины карьеров резко ухудшилась экологическая обстановка.

Характерными особенностями современного состояния автотранспорта на карьерах этого этапа являются:

- невозможность у большинства предприятий своевременно обновлять парк автотранспортной техники, что приводит к экономически необоснованному продлению ее эксплуатационного ресурса;

- обострение экологической ситуации на глубоких карьерах из-за загазованности карьерного пространства отработанными газами дизельных машин, простои транспорта на карьерах по этой причине достигают 1000 1500 тыс.ч в год;

- расширившиеся возможности горных предприятий применять более совершенную продукцию ПО «БелАЗ» как по номенклатуре, так и по качеству, так как единственный в СНГ производитель большегрузных карьерных самосвалов осуществил в последние 5-7 лет существенную модернизацию выпускаемых автосамосвалов;

- усиление тенденции у ряда крупных горнодобывающих предприятий закупать аналогичную горнотранспортную технику зарубежных фирм и повышение требований к карьерной технике;

- внедрение на ряде карьеров новых технических средств на базе спутниковой связи (GPS) и других систем управления движением автосамосвалов (грузопотоками), что позволяет оптимизировать режимы их работы;

- переход, пока еще в опытном порядке, на новую форму технического сервиса автосамосвалов с выделением ремонтной службы предприятия в самостоятельную структуру с правами и обязанностями юридического лица; все повышающиеся требования со стороны владельцев и исполнительного руководства акционерных обществ, каковыми является абсолютное большинство горнодобывающих предприятий, к снижению затрат на автотранспорт, несмотря на ухудшающиеся горнотехнические условия;

- отсутствие реальных возможностей, за редким исключением, у большинства специалистов по изучению опыта других предприятий, непосредственно на месте, так как нет какой-либо интеграционной системы в этой области.

В связи с этим возникает задача поддержания работоспособного состояния и повышения эффективности использования большегрузных автосамосвалов на глубоких карьерах. Так как режим технической эксплуатации карьерных автосамосвалов регламентируется и контролируется заводом-изготовителем (что является условием гарантийного и постгарантийного технического обслуживания и ремонта машин), то горное предприятие может управлять их техническим состоянием в основном за счет рациональной организации и планирования производственной эксплуатации.

Возможность такого планирования связана с решением задачи объективной оценки и прогнозирования показателей надежности машин, для чего необходима научно обоснованная система измеряемых элементов эксплуатационного времени и возможных технических состояний автосамосвала, позволяющая разделить эффекты влияния различных эксплуатационных факторов на показатели его использования. Известно, что большегрузный автосамосвал является весьма сложной технической системой, поэтому прогнозирование показателей его технического состояния и производственного использования возможно только на основе анализа наиболее информативных и устойчивых статистических закономерностей их изменения во времени. Для этого необходима разработка более точной математической модели изменения технического состояния машины. Используемый в настоящее время перечень статистических характеристик недостаточен, а данные о показателях надежности карьерных автосамосвалов в значительной степени устарели и требуют обновления ввиду постоянного повышения технического уровня машин. Таким образом, обоснование метода прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов на основе разработки математической модели изменения во времени их технического состояния является актуальной научной задачей.

Целью работы является разработка метода прогнозирования показателей надежности большегрузных автосамосвалов в условиях глубоких карьеров, позволяющего установить экономически целесообразный режим их производственной эксплуатации.

Идея работы состоит в том, что прогнозирование показателей надежности автосамосвалов, производимое с учетом статистических данных, полученных с использованием математической модели изменения их технического состояния, включающей систему элементов эксплуатационного времени и классификацию возможных технических состояний автосамосвала, позволяет обосновать экономически целесообразный режим производственной эксплуатации.

Основные научные положения, разработанные лично автором, и их новизна:

- структурная многоуровневая схема формирования показателей надежности карьерного автосамосвала, позволяющая установить логическую последовательность статистического анализа динамики этих показателей;

- система элементов эксплуатационного времени, основанная на классификации возможных состояний карьерного автосамосвала, позволяющая учитывать влияние различных факторов на показатели его надежности;

- уравнение баланса эксплуатационного времени карьерного автосамосвала в дифференциальной форме, позволяющее прогнозировать его наработку за произвольный период календарного времени;

- зависимости наработки и простоев при неплановых и плановых ТО и ремонтах от календарного времени для прогнозирования технического состояния карьерного автосамосвала;

- графоаналитический метод прогнозирования изменения комплексных показателей надежности карьерного автосамосвала в зависимости от фактической наработки с момента ввода его в эксплуатацию.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- корректным использованием классической теории вероятностей, методов статистической обработки данных, теории надежности, теории логистики, теории прогнозирования;

- анализом экспериментальных данных об эксплуатации карьерных автосамосвалов на Лебединском ГОКе;

- верификацией прогнозных зависимостей, при которой расхождение данных прогноза при периоде упреждения, равном 2 года, с фактическими данными не превысило 15%.

Научное значение работы имеют:

- структурная схема формирования показателей надежности карьерного автосамосвала; система элементов эксплуатационного времени карьерного автосамосвала, позволяющая прогнозировать его наработку за произвольный период времени; система аналитических зависимостей для прогнозирования изменения технического состояния автосамосвала; графоаналитический метод прогнозирования комплексных показателей надежности карьерного автосамосвала в зависимости от его наработки с момента ввода в эксплуатацию, что является развитием теории надежности карьерных автосамосвалов.

Практическое значение работы заключается в разработке методики прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов в условиях глубоких карьеров, утвержденной ООО «ЛебГОК -РМЗ».

Реализация результатов работы. Разработанная методика прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов принята к использованию при организации их эксплуатационного обслуживания на Лебединском ГОКе (ООО «ЛебГОК — РМЗ»).

Результаты работы использованы кафедрой ГМТ МГГУ в учебном процессе при чтении лекций по курсу «Эксплуатация карьерного оборудования».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международных научно-технических симпозиумах «Неделя горняка» (МГГУ 2008 — 2010 гг.), на семинарах кафедры «Горная механика и транспорт» (2008 -2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации автором опубликованы 3 научные статьи.

Объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, заключения, приложения и списка использованной литературы, включает 22 таблицы и 26 рисунков.

4.4 Выводы по главе

Выполненная в главе разработка метода прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов позволила сделать следующие основные выводы:

1. Основным прогнозируемым показателем надежности автосамосвалов является коэффициент аварийности. Для прогнозирования его значений можно использовать логистическую зависимость общего вида от интегральной наработки машин, записанную в дискретной форме с шагом изменения, равн . межремонтному периоду.

2. Графо-аналитическое решение уравнения логистической зависимости коэффициента аварийности от интегральной наработки в дискретной форме на фазовой плоскости позволяет учесть его ступенчатое изменение после прохождения ремонтов. При этом прогнозирующая функция на фазовой плоскости может быть аппроксимирована параболой второго порядка и определению по ретроспективным данным подлежат три числовых коэффициента этой параболы.

3. Прогнозные значения частных показателей надежности автосамосвалов (наработки и простоев при плановых и неплановых ТО и ремонтах) определяются решением дифференциального уравнения сглаженной логистической зависимости наработки машин от календарного времени эксплуатации.

4. Верификация разработанного метода прогнозирования показала, что отклонение данных прогноза с периодом упреждения 2 года от фактических не превышает ± 15%.

Заключение

В диссертационной работе решена актуальная научная задача прогнозирования показателей надежности большегрузных автосамосвалов, позволяющая установить их экономически целесообразный режим производственной эксплуатации в условиях глубоких карьеров.

На основании теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные выводы и результаты:

1. Разработанные структурная схема формирования показателей надежности автосамосвала, классификация его возможных состояний и система элементов эксплуатационного времени позволяют выделить элементы времени, необходимые для определения показателей надежности и использования машин трех иерархических уровней. При этом показатели низших уровней практически не влияют на величину показателей более высоких уровней, что позволило составить дифференциальные уравнения зависимостей наработки и простоев машин при проведении ТОР от календарного времени использования.

2. Анализ взаимного влияния показателей использования и надежности карьерных автосамосвалов на основе структурной схемы формирования их показателей надежности и дифференциального уравнения баланса элементов эксплуатационного времени позволил предложить логистическую последовательность статистического исследования динамики этих показателей.

3. Анализ динамики среднегодовых значений технической скорости, коэффициента производственной эксплуатации и коэффициента ТОР карьерных автосамосвалов позволяет разделять парк машин на возрастные группы с целью раздельного прогнозирования их показателей надежности. В условиях JITOK значения среднегодовой технической скорости, коэффициента производственной эксплуатации и коэффициента ТОР к 2009 г. стабилизировались на уровне соответственно 12 км/ч; 0,82; 0,20 (для основной возрастной группы машин выпуска 2003 — 2004 гг.).

4. Основным прогнозируемым показателем надежности автосамосвалов является коэффициент аварийности, среднестатистическое значение которого в условиях ЛГОК достигает 0,06 при максимальном значении 0,11 и наибольшем размахе колебаний, равном 0,07. Для прогнозирования его значений использована логистическая зависимость общего вида от интегральной наработки машин, записанная в дискретной форме с шагом изменения, равным межремонтному периоду, который составляет в условиях ЛГОК 5,8-6,5 тыс. ч для машин разных групп.

5. Прогнозные значения частных показателей надежности автосамосвалов (наработки и простоев при плановых и неплановых ТО и ремонтах) определяются решением дифференциального уравнения сглаженной логистической зависимости наработки машин от календарного времени эксплуатации.

6. Верификация разработанного метода прогнозирования показала, что отклонение полученной прогнозной зависимости коэффициента аварийности как с учетом его ступенчатого изменения после плановых ремонтов, так и сглаженной с периодом упреждения 2 года при ретроспективном периоде 5 лет от фактических данных не превышает ±15%.

7. Разработанная методика прогнозирования показателей надежности большегрузных карьерных автосамосвалов принята к использованию при организации их эксплуатационного обслуживания на Лебединском ГОКе (ООО ЛебГОК РМЗ).

1. Авдонькин Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей. -М.: Транспорт, 1985.

2. Адилов И.Н., Муров В.М. Оценка надежности транспортно-технологических схем // Горный журнал, 1982, №1, с. 77-81.

3. Альтшулер В.М., Мельников Н.Н. Вопросы оптимальной долговечности карьерных автосамосвалов// Автомобильный транспорт, 1974, № 3, с.34-36.

4. Альтшулер В.М., Биденко А.В., Казарез А.Н. Оптимизация срока службы карьерных автосамосвалов // Промышленный транспорт, 1974, № 10, с. 1214.

5. Альтшулер В.М., Мельников Н.Н. Опыт создания и эксплуатации карьерных автосамосвалов особо большой грузоподъёмности // Горный журнал, 1974, № 12, с. 14-17.

6. Андреев А.В., Дьяков В.А., Шешко Е.Е. Транспортные машины и автоматизированные комплексы открытых разработок. — М.: Недра, 1975.

7. Анистратов К.Ю., Горьков С.Н. Полное сервисное обслуживание карьерной техники // Горная промышленность, 2005. Спецвыпуск.

8. Баер В.Г., Искяндаров А.А. Совершенствование управления внутрисмен-ными процессами. — В кн: Опыт повышения качества ремонта и надежности работы транспортных средств. Тезисы докладов научно-технической конференции. — JL: 1982, с. 14-18.

9. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Переведено с немецкого. — М.: Радиосвязь, 1988. 392 с.

10. Ю.Баронс П.П., Звиедрис А.В., Салениекс Н.К. Надежность и качество механических систем. — Рига: Авотс, 1982.

11. Беленький А.С. Исследование операций в транспортных системах. — М.: Мир, 1992. 582 с.

12. Березуцкий Ю.В., Данилов В.И. Развитие железнодорожного и автомобильного транспорта на комбинате // Горный журнал, 2001, № 6.

13. Биденко А.В., Абрамова А.К. Формирование системы технического обслуживания и ремонта карьерных автомобилей. Интенсификация технологических процессов добычи угля открытым способом. — Научные труды ИГД им. Скочинского А.А., выпуск 226, 1984.

14. Биденко А.В., Дибелова Н.А., Милюкова Н.Ф. Улучшение использование карьерных автомобилей на основе совершенствования систем техническогообслуживания и ремонта. — В кн: Новая технология и техника открытой добычи. М.: ИГД им. Скочинского А.А.,1985.

15. Болотин В.В. прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1984.

16. Бредихин А.А., Бабаков А.В., Аблаев И.Ш., Петров А.А. Развитие базы обслуживания и ремонта технологического автотранспорта // Горный журнал, 2002, № 8.

17. Вараксин В.Б. Опыт эксплуатации техники «БелАЗ» в карьерах горнодобывающих предприятий Казахстана // Горный журнал, 2004. Спецвыпуск.

18. Васильев М.В., Смирнов В.П., Кулешов А.А. Эксплуатация карьерного транспорта. М.: Недра, 1979. - 280 с.

19. Васильев М.В., Вереса Ф.И. Автосамосвалы особо большой грузоподъёмности и их эксплуатация на зарубежных карьерах // Горный журнал, 1977, № 8, с. 69-73.

20. Васильев М.В., Сироткин 3.JL, Смирнов В.П. Автомобильный транспорт карьеров. М.: Недра, 1973. - 280 с.

21. Васильев М.В., Смирнов В.П., Котяшов А.А. Оптимизация технологических режимов движения карьерных автосамосвалов большой грузоподъёмности // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1974, № 1, с. 63-69.

22. Васильев М.В. Транспорт глубоких карьеров. М.: Недра, 1983. - 294 с.

23. Васильев М.В., Смирнов В.П., Котяшов А.А. О нормировании производительности карьерных автомобилей // Промышленный транспорт, 1981, № 1, с. 16-17.

24. Васильев М.В. Карьерный транспорт состояние и проблемы // Горный журнал, 1984, № 11, с. 3-7.

25. Васильев М.В. Задачи развития карьерного транспорта на современном этапе. В кн: Тезисы докладов V Всесоюзной научно-технической конференции по карьерному транспорту. - Свердловск, ИГД МЧМ СССР, 1984, с. 6-15.

26. Вельможин А.В., Гудков В.А. Грузовые автомобильные перевозки. М.: Горячая линия - телеком, 2006. - 560 с.

27. Вериго А.Г., Максимович В.Н. Сервисное обеспечение техники «БелАЗ» // Горный журнал, 2004. Спецвыпуск.

28. Волегов Б.М., Кушенский Н.Г. Сравнение работы автосамосвалов на карьерах цветной металлургии // Горный журнал, 1985, № 10.

29. Высоцкий М.С., Гилелес J1.X. Пути повышения надежности унифицированных большегрузных автомобилей. — В кн: Основные вопросы теории и практики надежности. — Минск: Наука и техника, 1982, с. 85-93.

30. Воркут А.И. Грузовые автомобильные перевозки. — Киев: Вища школа, 1986.-447 с.

31. Галкин В.И. Методы расчёта и оценка показателей надежности ленточных конвейеров горных предприятий. — Дисс. . докт. техн. наук. — М.: МГГУ, 2000. 454 с.

32. Гальперин А.С., Шипков И.В. Прогнозирование числа ремонтов машин. — М.: Машиностроение, 1973.

33. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. - 368 с.

34. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. — М.: Наука, 1965. — 354 с.

35. Головных И.М., Пятаков В.Г. Оценка эффективности большегрузных самосвалов на предприятии «Эрдэнэт» // Горный журнал, 2004, № 5.

36. Горев А.Э. Грузовые автомобильные перевозки.- М.: Академия, 2008.-288с.

37. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия и определения. М.: Издательство стандартов, 1990. — 36 с.

38. Григорьев М.А., Пономарев Н.Н. Износ и долговечность автомобильных двигателей. — М.: Машиностроение, 1976.

39. Дедков В.К., Северцев Н.А. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. М.: Высшая школа, 1976. — 406 с.

40. Дмитренко В.П., Ермаков В.Д., Бичурин В.Б., Мухсинов Ш.Ш. Транспортное хозяйство АГМК // Горный журнал, 1999, № 4.

41. Дриженко А.Ю., Кириченко М.С. Методы расчета технологических параметров автомобильного транспорта на железорудных карьерах // Сборник научных трактатов НГА Украины, 2000, том 2, № 9.

42. Егоров А.Н. Совершенствование конструкции самосвалов «БелАЗ» // Горный журнал, 2004. Спецвыпуск.

43. Жусупов К.К., Клочков Н.М., Жакеев М.А., Ахмедов Д.Ш., Шабельников Е.А. Автоматизированная диспетчерско-информационная система АДИСдля экскаваторно-автомобильных комплексов карьеров // Горный журнал, 2005, №9-10.

44. Ильин С.А. Научные основы исследования и расчета оперативного управления производством на карьерах,- Автореф. дисс. . докт. техн. наук. — М.:МГИ, 1973.

45. Казарез А.Н., Апанасенко B.C. Прогнозирование трудозатрат на техническое обслуживание и текущий ремонт карьерных автомобилей.- Горный журнал, 1977, № 4, с. 24-27.

46. Казарез А.Н., Кулешов А.А., Резников С.Н. Определение производительности карьерного автотранспорта.- Промышленный транспорт, 1986, № 8, с. 8-10.

47. Казарез А.Н., Кулешов А.А. Эксплуатация карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией. — М.: Недра, 1988. 263 с.

48. Казарез А.Н., Волчков А.Н. Повышение производительности автомобилей «БелАЗ» // Промышленный транспорт, 1974, № 4, с. 6-10.

49. Казарез А.Н. Способы повышения надежности большегрузных средств карьерного автотранспорта. В кн: Материалы к III Всесоюзной научно-технической конференции по карьерному транспорту. — Свердловск, 1973, с. 153-157.

50. Казарез А.Н., Баталенко А.А. Исследование работоспособности и основные вопросы эксплуатации автомобилей — самосвалов «БелАЗ-549».- Горный журнал, 1973, № 5, с. 9-11.

51. Казарез А.Н., Волчков А.Н. Монтажно-демонтажные приспособления для самосвалов «БелАЗ».- Автомобильный транспорт, 1973, № 6, с. 35-39.

52. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. — М.: ГИФМЛ, 1961.-703 с.

53. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Физико-математическая литература, 1984. — 831 с.

54. Крашенинников А.Е., Ткаченко В.А. Интенсификация использования технологического автотранспорта на горных работах.- Горный журнал, 1984, №6, с. 39-41.

55. Крамаренко В.Г., Кузнецов Е.С., Мирошников Л.В. Техническая эксплуатация автомобилей. М.: Транспорт, 1983. — 488 с.

56. Креденцер Б.П. Прогнозирование надежности систем с временной избыточностью. -Киев: Наукова думка, 1978.

57. Кубарев А.И. Теоретические основы и практические методы оценки надежности технологических систем. М.: Знание, 1979. - 90 с.

58. Кугель Р.В. Надежность машин массового производства. М.: Машиностроение, 1981.

59. Кудряшов В.А. Как оценить работу технической службы АТП,- Автомобильный транспорт, 1987, № 4, с. 23-25.

60. Кузнецов Е.С., Казарез А.Н. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. Часть вторая (нормативная). Автомобили-самосвалы БелАЗ-540, 540А, 540С, 7510, 548А, 548С, 7525. -М.: Транспорт, 1979. 54 с.

61. Кузнецов Е.С. Техническое обслуживание и надежность автомобилей. — М.: Транспорт, 1972.-224 с.

62. Кузнецов Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей.- М.: Транспорт, 1982.- 224 с.

63. Кулешов А.А. Проектирование и эксплуатация карьерного автотранспорта: Справочник. Части 1 и 2. СПб.: Наука, 1994.

64. Кулешов А.А. Аналитический метод определения рационального сочетания элементов в экскаваторно-автомобильных комплексах.- Горный журнал, 1977, №7, с. 111-116.

65. Кулешов А.А. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы карьеров. М.: Недра, 1980.-317 с.

66. Кулешов А.А. Теоретические основы высокоэффективной эксплуатации мощных систем карьерного автотранспорта.- Дисс. . докт. техн. наук. -М.: МГИ, 1982.

67. Кулешов А.А., Марголин И.И., Резников С.Н. Определение производительности погрузочно-транспортных комплексов с учетом их надежности.-Горный журнал, 1984, № 6, с. 19-21.

68. Левин В.И. Логическая теория надежности сложных систем. — М.: Энерго-атомиздат.,1985. 128 с.

69. Лукинский B.C., Зайцев В.И. Прогнозирование надежности автомобилей. -Л.: Техника, 1991.

70. Льюис Э. Применение дизельной техники на высокогорном карьере «Кум-тор».- Горный журнал, 2004. Спецвыпуск.

71. Мамыкин В.Н., Буторин Ю.С. Эффективность работы автосамосвалов «БелАЗ» в зависимости от срока службы.- Автомобильный транспорт, 1983, № 12, с. 21-22.

72. Мариев П.Л., Кулешов А.А., Егоров А.Н., Зырянов И.В. Карьерный транспорт стран СНГ в XXI веке. СПб.: Наука, 2006. - 387 с.

73. Мариев П.Л., Кулешов А.А., Егоров А.Н., Зырянов И.В. Карьерный автотранспорт: состояние и перспективы. — СПб.: Наука, 2004. 429 с.

74. Митичкин В.А., Соловьев П.Н., Герасимов А.П., Якушев А.С. Развитие горнотранспортного комплекса Лебединского ГОКа.- Горный журнал, 2002, № 8.

75. Могунов Н.И., Якушев А.С. Использование карьерной техники «БелАЗ» в ОАО «Лебединский ГОК».- Горный журнал, 2004. Спецвыпуск.

76. Надежность и эффективность в технике: Справочник в 10 томах. / Ред. совет: Авдуевский B.C. (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1988.

77. Надежность технических систем: Справочник / Беляев Ю.К., Богатырев В.А., Болотин В.В. и др. М.: Радио и связь, 1985. - 608 с.

78. Неймарк Ю.И., Ланда П.С. Стохастические и хаотические колебания. М.: Наука, 1987.-424 с.

79. Переверзев Е.С. Надежность и испытания технических систем. — Киев: Наукова думка, 1990.

80. Петров В.Ф. Опыт эксплуатации большегрузных автосамосвалов «БелАЗ» в условиях разреза «Нерюнгринский» ОАО ХК «Якутуголь» // Горный журнал, 2004. Спецвыпуск.

81. Положение о техническом обслуживании и ремонте автомобилей «БелАЗ» грузоподъемностью 75 т и более. М.: Минуглепром СССР, Минчермет СССР, Минцветмет СССР, Минавтопром СССР, 1985. - 77с.

82. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. -М.: Транспорт, 1986. — 72 с.

83. Потапов М.Г., Биденко А.В., Абрамова А.К. Диагностика обслуживания и ремонта большегрузных автосамосвалов. М.: ЦНИЭИуголь, 1988. — 38 с.

84. Потапов М.Г., Белозеров В.И., Левчик А.П. Перспективы создания большегрузных карьерных автосамосвалов.- М.:ЦНИЭИуголь, 1986 44с.

85. Потапов М.Г., Белозеров В.И., Любимов В.Н. Развитие карьерного автотранспорта. -М.: ЦНИЭИуголь, 1981.

86. Проников А.С. Параметрическая надежность машин. — М.: МГТУ им. Баумана Н.Э.,2002. 560 с.

87. Прудовский Б.Д. Количественные методы управления автомобильным транспортом. М.: Транспорт, 1976. - 88 с.

88. Прудовский Б.Д., Керзнер М.Г., Трофимова Г.И. Математическое обеспечение АСУ в транспортном управлении,- М.: Транспорт, 1977.- 88с.

89. Прудовский Б.Д., Ухарский В.Б. Управление технической эксплуатацией автомобилей по нормативным показателям. — М.: Транспорт, 1990. — 239 с.

90. Рабочая книга по прогнозированию / Ред. колл.: Бестужев-Лада И.В. и др. -М.: Мысль, 1982. 430 с.

91. Самойлов В.Н., Крестинин Н.Г., Савченко А .Я. Состояние горнотранспортного оборудования угольных разрезов России // Горные машины и автоматика, 2001, № 12.

92. Сердюк Н.Л., Смирнов К.И., Захарчук В.А., Орлов Н.М. Развитие автомобильного транспорта на комбинате // Горный журнал, 1999, № 8.

93. Сироткин З.Л., Скворцов Б.В. Современные конструкции зарубежных карьерных автосамосвалов грузоподъемностью более 60 т. — М.: Транспорт, 1977.

94. Сироткин З.Л., Казарез А.Н. Повышение надежности карьерных автомобилей-самосвалов «БелАЗ» // Горный журнал, 1973, № 5, с. 5-8.

95. Сироткин З.Л. Создание и исследование унифицированных систем большегрузных карьерных автомобилей-самосвалов и разработка научных основ их проектирования. Доклад доктора технических наук. - М.: МА-ДИ, 1973.-106 с.

96. Сироткин З.Л., Альтшулер В.М., Казарез А.Н. Надежность карьерных автомобилей-самосвалов. — М.: Цветметинформация, 1974. — 73 с.

97. Саркисян С.А., Ахундов В.М., Минаев Э.С. Анализ и прогноз развития больших технических систем. — М.: Наука, 1977. — 350 с.

98. Смирнов В.П. Исследование скоростных и тяговодинамических качеств современных карьерных автосамосвалов // Горный журнал, 1985, № 12, с. 45-48.

99. Смирнов В.П., Котяшов А.А., Лель Ю.И. Исследование работы сборочного автомобильного транспорта в глубоких карьерах // Горный журнал, 1980, № 7, с. 80-85.

100. Сотсков Б.С. Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. М.: Высшая школа, 1970.

101. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. М.: Недра, 1983.

102. Стенин Ю.В., Смирнов В.П. Исследование закономерностей изменения производительности карьерных автосамосвалов в зависимости от продолжительности их эксплуатации. — В кн: Шахтный и карьерный транспорт, выпуск 8. М.: Недра, 1983, с. 248-254.

103. Трубецкой К.Н., Рашевский В.В., Владимиров Д.Я., Клебанов А.Ф. Автоматизированные системы управления горно-транспортным оборудованием // Горная промышленность, 2007, № 6, с. 12-14.

104. Усенко В.И., Васечкин М.А., Довженко А.С. Оценка работы карьерного транспорта в условиях Краснооктябрьского бокситового рудоуправления // Горные машины и управления, 2003, № 1.

105. Ухарский В.Б. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. М.: Транспорт, 1986. - 208 с.

106. Феськов В.А., Елеусизов К.Ж. Эксплуатация технологического и вспомогательного транспорта // Горный журнал, 2005, № 9-10.

107. Фишбейн Ф.И. Графические методы в планировании и обработке результатов испытаний на надежность. -М.: Знание, 1979.

108. Хасанов М.М., Булгакова Г.Т. Нелинейные и неравновесные эффекты в реологически сложных средах. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 288 с.

109. Черкесов Г.Н. Надежность технических систем с временной избыточностью. -М.: Современное радио, 1974.

110. Шешко Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ. М.: МГГУ, 2003. - 260 с.

111. Штребель В.А. Эксплуатация самосвалов «БелАЗ» в СП «Эрдэнэт» // Горный журнал, 2004. Спецвыпуск.

112. Шустер Г. Детерминированный хаос. М.: Мир, 1990. - 312 с.

113. Циперфин И.М., Казарез А.Н. Техническое обслуживание и ремонт автосамосвалов «БелАЗ». М.: Высшая школа, 1982. - 304 с.

114. Яковлев В.Л., Тарасов П.И. Специализированные виды автотранспортные для горнодобывающих предприятий // Горная промышленность, 2007, № 6, с. 44-50.

115. Carter A.D. Mechanical Reliability. — London: Macmillan, 1986.

116. Handbuch der Qualitatsicherung. Munchen, Wien: Carl Hauser Verlag, 1980.

117. Data Processing Vocabulary. Section 14.Reliability, Maintenance and Availability. Geneva: ISO 2382, 1976. - 16 p.

118. Gerald Felix. Development of A. 350 tonn haulage truck / Mining Congress Journal, 1976, March.

119. Goodell F.S. Reliability and Maintainability by Design / Journal of Aircraft, v.24, № 8, 1987, p. 481-483.

120. International Electrotechnical Vocabulary. Charter 191. Reliability, Maintainability and Quality of Service. Geneva: International Electrotechnical Commission, 1987. - 75 p.

121. УТВЕРЖДАЮ» Технический директор1. ОАО «»1. Иванов В.А.» 2010 г.1. МЕТОДИКАпрогнозирования показателей надежности большегрузныхкарьерных автосамосвалов

122. Разработал: инж. Рассказов В.А.1. Москва-20101. Общие положения

123. Т р + Тт0Р + т в 1 + 0,01.кТОР+кав

124. Кт.И. = ~-m = ^ГТТТТ-—, (3)где Кг~ коэффициент готовности;

125. Кт и — коэффициент технического использования;

126. Кав коэффициент аварийности;

127. Кв и Кjор коэффициенты удельных простоев на 100 мото-часов наработки при восстановлении и плановых ТО и ремонтах;

128. ТР,ТВ и ТТОР — средние наработка, время восстановления после отказов и время плановых ТО и ремонтов за некоторый период эксплуатации.

129. На втором этапе определяются частные показатели надежности: наработка в мото-часах и простои в плановых и неплановых ТО и ремонтах за определенный период времени.

130. Методика прогнозирования показателей надежности автосамосвалов построена, исходя из следующих основных понятий и принципов, принятых в теории прогнозирования 3.:

131. Прогноз — научно обоснованное суждение о возможных состояниях объектов будущем и (или) об альтернативных путях и сроках их осуществления.

132. Оперативный прогноз — прогноз с периодом упреждения для социальных, научно-технических и экономических объектов до 1 месяца.

133. Краткосрочный прогноз прогноз с периодом упреждения для социальных, научно-технических и экономических объектов от 1 месяца до 1 года.

134. Среднесрочный прогноз — прогноз с периодом упреждения для социальных, научно-технических и экономических объектов от 1 года до 5 лет.

135. Долгосрочный прогноз прогноз с периодом упреждения для социальных, научно-технических и экономических объектов от 5 до 15 лет.

136. Дальнесрочный прогноз прогноз с периодом упреждения для социальных, научно-технических и экономических объектов свыше 15 лет.

137. Принцип системности прогнозирования — принцип прогнозирования, требующий взаимоувязанности и соподчиненности прогнозов объекта прогнозирования и прогнозного фона и их элементов.

138. Принцип согласованности прогнозирования — принцип прогнозирования, требующий согласования прогнозов различной природы и различного периода упреждения.

139. Принцип вариантности прогнозирования — принцип прогнозирования, требующий разработки вариантов прогноза, исходя из вариантов прогнозного фона.

140. Принцип непрерывности прогнозирования — принцип прогнозирования, требующий, корректировки прогнозов по мере поступления новых данных об объекте прогнозирования.

141. Принцип верифицируемости прогнозирования — принцип прогнозирования, требующий определения достоверности, точности и обоснованности прогнозов.

142. Прогнозная ретроспекция — этап прогнозирования, на котором исследуется история развития объекта прогнозирования и прогнозного фона с целью получения их систематизированного описания.

143. Прогнозный диагноз — этап прогнозирования, на котором исследуется систематизированное описание объекта прогнозирования и прогнозного фона с целью выявления тенденции их развития и выбора (разработки) моделей и методов прогнозирования.

144. Проспекция этап прогнозирования, на котором по результатам диагноза разрабатываются прогнозы объекта прогнозирования и прогнозного фона, производятся верификация и синтез прогнозов.

145. Период упреждения прогноза — промежуток времени, на который разрабатывается прогноз.

146. Период основания прогноза промежуток времени, на базе которого строится ретроспекция.

147. Прогнозный горизонт — максимально возможный период упреждения прогноза заданной точности.

148. Динамический ряд — временная последовательность ретроспективных значений переменной объекта прогнозирования.

149. Дисконтирование информации об объекте прогнозирования — уменьшение ценности (информативности) ретроспективных значений переменной объекта прогнозирования по мере удаления моментов их изменений в прошлое.

150. При аналитическом описании тренда коэффициента аварийности используется обобщенная логистическая кривая (кривая Перла).

151. Деление парка машин на возрастные группы

152. Деление парка машин на возрастные группы производится на основе анализа изменения коэффициента производственной эксплуатации отдельных машин и их среднегодовой технической скорости за годы ретроспективного периода.

153. При этом коэффициент производственной эксплуатации машин за год определяется, как:

154. Среднегодовая техническая скорость определяется, как:1. VTEX =AL / AS, (2)где L — годовой пробег автомобиля.

155. Прогнозирование значений коэффициента аварийности в зависимости от наработки для автосамосвалов одной возрастной группы

156. Построение вспомогательной прогнозирующей функции по ретроспективным данным и прогнозирование значений коэффициента аварийности в зависимости от наработки с учетом ступенчатого изменения после прохождения плановых ремонтов.

157. Рис.1. Зависимость коэффициента аварийности от наработки для автосамосвалов БЕЛАЗ-75131 для машин годов выпуска 2003-2006 (пунктир) и усредненная кривая его изменения (сплошная линия)